1. Introduction

Ce cours porte sur la Conception et Programmation Objet Avancée.

1.1. Concepts, bonnes pratiques et patrons

Vous avez appris (cf. M2103 et M2104) un certain nombre de concepts objets :

  • Abstraction

  • Encapsulation

  • Polymorphisme

  • Héritage

Vous avez/allez ensuite appris des bonnes pratiques :

  • Identifier les aspects qui varient et les séparer des aspects constants

  • Programmer une interface, non une implémentation

  • Préférer la composition à l’héritage

  • Les classes doivent être ouvertes à l’extension, mais fermées à la modification

  • Dépendez d’abstractions. Ne dépendez pas de classes concrètes (inversion des dépendances)

  • Ne parlez pas aux inconnus

L’étape suivante consiste à apprendre les bonnes solutions de conception, ce qu’on appelle les patrons de conception (ou design patterns en anglais).

1.2. Organisation

Note

Rappel du rythme : 1 cours, 1 TD et 2 TPs par semaine. Pendant 8 semaines.

  • La première semaine est consacré au principe des patrons de conception, en partant d’un exemple (cours en fin de semaine).

  • Les 5 ou 6 suivantes sont consacrées à l’étude de certains patrons classiques. Mise en pratique sur des exercices en TP.

    Note

    Les TPs sont décalés d’une semaine (conception et étude d’un ou plusieurs patrons semaine N et mise en oeuvre en TP semaine N+1).

  • Les 2 ou 3 suivantes, les étudiants en mode projet pour faire du refactoring d’applications réelles (conception aidée en TD sur les modèles UML™, mise en oeuvre en TP).

Voici une proposition de déroulement des semaines :

Semaine 1

SuperCanard, le grand classique, [Stratégie]

Semaine 2
Semaine 3

Patrons Fabrique, Proxy, Etat

Semaine 4

  • [Observateur]

    • version intuitive (2 interfaces)

    • version Java (classe Observable)

Semaine 5

L’exemple de Meyer : menus en objet

Semaine 6

  • Patrons Décorateur, Façade, Visiteur

  • MVC avec l’exemple JTable de Java

  • Patrons Chaîne de responsabilité (juste en cours)

Semaines 7 et 8

  • Quelques idées de projet final :

    • Refactorer un code généré par Umple.

    • Refactorer le code de MPA (mais pas le leur, celui d’un autre groupe)

1.3. Evaluation et notation

Comme prévu par le planning des contrôles, les étudiants auront :

  • une note de projet (TPs + projet final) ⇒ coef. 1

  • une note d’examen final (semaine 5) ⇒ coef. 2

    x

2. Importance du typage

2.1. Différents types de typage

Le fait d’attribuer un type (une classe) à une variable (un objet) peut se faire de plusieurs façons :

  • statique

  • dynamique

  • duck typing

2.2. Typage statique

On parle de typage statique quand la majorité des vérifications de type sont effectuées au moment de la compilation.

Exemple de typage statique
int i = 0;  // cette déclaration indique explicitement que
            // la variable i est de type entier

2.3. Typage dynamique

Le typage dynamique consiste à laisser l’ordinateur réaliser l’opération de typage à la volée, lors de l’exécution du code.

Exemple de typage dynamique
/**
 * @author André Peninou
 */
public class Type {
  void m() {
    System.out.println ("Type");
    }
}
public class SousType extends Type {
  void m() {
    System.out.println ("SousType");
  }
  void autreM(){
    System.out.println ("Spécifique SousType");
  }
}
...
    Type a = new Type();
    a.m(); // "Type"

    a = new SousType();
    a.m(); // "SousType"
    // Statique : a est un Type (à la compil)
    // Dynamique : a est un SousType au runtime.

    // D'où :
    a = new SousType();
    a.autreM();
    // NOK car type statique == A => autreM() n'existe pas à la compilation
...

2.4. Duck typing

Style de typage dynamique où la sémantique d’un objet (c’est-à-dire son type) est déterminée par l’ensemble de ses méthodes et de ses attributs, et non par un type défini et nommé explicitement par le programmeur.

Note

L’origine de cette expression est liée à cette citation :

Si je vois un animal qui vole comme un canard, cancane comme un canard, et nage comme un canard, alors j’appelle cet oiseau un canard.

— James Whitcomb Riley
Exemple de duck typing en Ruby
def calcule(a, b, c)
  return a*b+c
end

$a = calcule(6, 3, 2)
$b = calcule('6', 3, ', the number of the beast')

puts $a.to_s
puts $b.to_s

Ce qui donne :

20
666, the number of the beast
Tip Pour aller plus loin : http://fr.wikipedia.org/wiki/Duck_typing

include:visibilite.txt[]

3. Design patterns

3.1. Introduction : importance des patrons

phdComics
Figure 1. Les patrons : des réponses éprouvées à des problèmes récurrents

Science is what we understand well enough to explain to a computer. Art is everything else we do.

— Donald Knuth

3.2. Point sur le TD Singleton

3.2.1. Principes de conception

Note
Principe de conception

Identifiez les apsects de votre code qui varient et séparez-les de ceux qui demeurent constant.
Note
Principe de conception

Programmer une interface, non une implémentation.
Note
Principe de conception

Préférez la composition à l’héritage.

3.2.2. Premier patron

Note
Design pattern : Stratégie (Strategy)

Stratégie définit une famille d’algorithmes, encapsule chacun d’eux et les rend interchangeables. Il permet à l’algorithme de varier indépendamment des clients qui l’utilisent.

strategy
Figure 2. Modèle UML du patron Strategy

3.2.3. Premier exemple d’utilisation de patron

superCanardFinal
Figure 3. Premier exemple d’utilisation de patron
Warning Pourquoi n’a-t’on pas utilisé Strategy pour afficher() ou nager()?

3.2.4. Autre exemple concret

Note Cet exemple est tiré de ce cours.

Le problème

Vous avez une classe FileWriter qui a pour rôle d’écrire dans un fichier ainsi qu’une classe DBWriter. Dans un premier temps, ces classes ne contiennent qu’une méthode write() qui n’écrira que le texte passé en paramètre.

Au fil du temps, vous vous rendez compte que c’est dommage qu’elles ne fassent que ça et vous aimeriez bien qu’elles puissent écrire en différents formats (HTML, XML, etc.) : les classes doivent donc formater puis écrire.

La solution

strategyWriter
Figure 4. Application du pattern [strategy] (source)
Note
L’interface en PHP (code source ici)
<?php
interface Formater
{
  public function format($text);
}
?>
Note
La classe abstraite Writer (code source ici)
<?php
abstract class Writer
{
  // Attribut contenant l'instance du formateur que l'on veut utiliser.
  protected $formater;

  abstract public function write($text);

  // Nous voulons une instance d'une classe implémentant Formater en paramètre.
  public function __construct(Formater $formater)
  {
    $this->formater = $formater;
  }
}
?>
Note
La classe FileWriter (code source ici)
<?php
class FileWriter extends Writer
{
  // Attribut stockant le chemin du fichier.
  protected $file;

  public function __construct(Formater $formater, $file)
  {
    parent::__construct($formater);
    $this->file = $file;
  }

  public function write($text)
  {
    $f = fopen($this->file, 'w');
    fwrite($f, $this->formater->format($text));
    fclose($f);
  }
}
?>
Note
La classe DBWriter (code source ici)
<?php
class DBWriter extends Writer
{
  protected $db;

  public function __construct(Formater $formater, PDO $db)
  {
    parent::__construct($formater);
    $this->db = $db;
  }

  public function write ($text)
  {
    $q = $this->db->prepare('INSERT INTO lorem_ipsum SET text = :text');
    $q->bindValue(':text', $this->formater->format($text));
    $q->execute();
  }
}
?>

Enfin, nous avons nos trois formateurs. L’un ne fait rien de particulier (TextFormater), et les deux autres formatent le texte en deux langages différents (HTMLFormater et XMLFormater).

Note
La classe TextFormater (code source ici)
<?php
class TextFormater implements Formater
{
  public function format($text)
  {
    return 'Date : ' . time() . "\n" . 'Texte : ' . $text;
  }
}
?>
La classe HTMLFormater (code source ici)
<?php
class HTMLFormater implements Formater
{
  public function format($text)
  {
    return '<p>Date : ' . time() . '<br />' ."\n". 'Texte : ' . $text . '</p>';
  }
}
?>
La classe XMLFormater (code source ici)
<?php
class XMLFormater implements Formater
{
  public function format($text)
  {
    return '<?xml version="1.0" encoding="ISO-8859-1"?>' ."\n".
           '<message>' ."\n".
           "\t". '<date>' . time() . '</date>' ."\n".
           "\t". '<texte>' . $text . '</texte>' ."\n".
           '</message>';
  }
}
?>

3.2.5. D’autres exemples

  • La fonction standard sort() de python

    >>> sorted("This is a test string from Andrew".split(), key=str.lower)
['a', 'Andrew', 'from', 'is', 'string', 'test', 'This']

  • Stratégie de cryptage en fonction de la taille d’un fichier

    File file = getFile();
 Cipher c = CipherFactory.getCipher( file.size() );
 c.performAction();

// implementations:
interface  Cipher  {
     public void performAction();
}
class InMemoryCipherStrategy implements Cipher {
         public void performAction() {
             // load in byte[] ....
         }
}
class SwaptToDiskCipher implements Cipher {
         public void performAction() {
             // swapt partial results to file.
         }
}
Tip Plus de détails ici

3.2.6. (non) Réutilisation

Warning Les patrons ne sont pas réutilisables!

Il faut implémeter la solution qu’il représente à chaque fois.

Exception : certains font l’objet d’une librairie.

Par exemple le patron Singleton existe dans la bibliothèque standard du langage en Ruby. C’est un mixin qu’il suffit d’inclure dans la classe qui doit être un singleton.

class Klass
   include Singleton
   # ...
end

a,b  = Klass.instance, Klass.instance

a == b
# => true

Klass.new
# => NoMethodError - new is private ...

3.2.7. Association ou composition

On trouve deux modèles UML™ :

strategy compo
Figure 5. Strategy et composition
strategy assoc
Figure 6. Strategy et association

Et donc deux implémentations :

Composition ⇒ le composé encapsule les composants
public class Colvert extends Canard {

	protected Colvert() {
		this(new VolerAvecDesAiles(), new Cancan());
	}
...
c1 = new Colvert();
Association ⇒ le composant existe "en dehors"
...
vol = new VolerAvecDesAiles();
cri = new Cancan();
c1 = new Colvert(vol,cri);
...

3.3. Un peu d’histoire

1977

Alexander : patterns pour les architectures (les vraies) Alexander

1987

Beck et Cunningham : patterns pour des interfaces utilisateurs

1988

Meyer : livre sur l’orienté objet (langage Eiffel), devenu la bible pour beaucoup de programmeurs (cf. [Meyer88])

1990-1995

Gamma, Helm, Johnson et Vlissides : LE livre de référence (cf. [GoF]) GoF

2003

Martin : principes SOLID (cf. [Martin03])

2004

Craig Larman décrit des modèles de conception : les Patterns GRASP (cf. [Larman05])

Note Les patterns de ce livre sont connus comme les Gof pour « Gang of Four ».

3.4. Exemples de bons principes

SOLID:

  • Single Responsibility Principle

  • Open-Closed Principle

  • Liskov Substitution Principle

  • Interface Segregation Principle

  • Dependency Inversion Principle

3.4.1. Single Responsibility Principle

solid s 
Responsabilité => Sujet à changement

3.4.2. Open-Closed Principle

solid o 
Ouvert à l'extension mais fermé à la modification
Tip Une fois écrite et testée, une classe ne devrait être modifiée que pour être corrigée! Toute modification devrait être possible par extension.

3.4.3. Liskov Substitution Principle

solid l 
Une classe doit pouvoir être remplacée par une instance d'un de ses
sous-types, sans modifier la cohérence du programme

Un carré est un rectangle a deux côtés égaux.

carre
Figure 7. Exemple classique de violation du principe de substitution de Liskov
Warning Peut-on toujours substituer un Carré à la place d’un Rectangle ?

3.4.4. Interface Segregation Principle

solid i 
Préférer plusieurs interfaces spécifiques pour chaque client plutôt qu'une
seule interface générale

3.4.5. Dependency Inversion Principle

solid d 
Il faut dépendre des abstractions, pas des implémentations

Ce principe indique :

  • Les modules de haut niveau (abstraits) ne doivent pas dépendre des modules de bas niveau. Les deux doivent dépendre d’abstractions.

  • Les abstractions ne doivent pas dépendre des détails d’implémentation. C’est l’inverse : les détails doivent dépendre des abstractions.

Note Ainsi ce principe va à l’encontre de l’intuition classique.

3.4.6. SOLID et patrons

Important
QUESTION

Lesquels des 5 principes SOLID s’appliquent bien à Strategy ?

3.5. GRASP

The critical design tool for software development is a mind well educated in design principles. It is not the UML or any other technology.

— Craig Larman
2005

Il s’agit d’un ensemble de patrons, plutôt orientés conception (UML). Nous en aborderons certains au travers des exemples de ce module (cf. [Larman05]).

3.6. Les patrons : comment ça marche ?

3.6.1. Intérêt

  • Réponses éprouvées à des problèmes récurrents

  • Vocabulaire commun

T’as qu’à utiliser une factory!

3.6.2. Définifion

  • Nom

  • Problème

  • Solution

  • Conséquences

Exemple de Strategy :

Nom

Strategy

Problème

Situations où il est nécessaire de pouvoir définir dynamiquement les algorithmes utilisés.

Solution

Définir une famille d’algorithmes, encapsuler chacun d’eux en tant qu’objet, et les rendre interchangeables.

Conséquences

Ce patron laisse les algorithmes changer indépendamment des clients qui les emploient.

3.6.3. Patrons à aborder

  • Ceux déjà pratiqués

  • Les "pressentis"

  • Les nouveaux

    • Décorateur

    • Commande

    • Adaptateur

    • Façade

    • Patron de méthode

  • Les "avancés"

    • Chaînes de responsabilité

    • Visiteur

  • Ceux qu’on n’aura pas le temps d’aborder

    • Prototype

    • Mémento

    • Médiateur

    • Interprète

    • Poids-mouche

    • Monteur

    • Pont

  • Concepts avancés

    • Patrons de patrons (exemple du MVC)

    • Anti-patrons

4. Utilité générale des enum

4.1. Modélisation

Le type enumération est souvent utilisé en modélisation :

enum
Figure 8. Exemple de classe Enumeration en UML

4.2. Propriétés

public enum Civilite {
  MADAME, MONSIEUR
}

  • Chaque élément d’une énumération est un objet à part entière

  • Les objets enum héritent de java.lang.Enum

  • On peut compléter les comportements des objets en ajoutant des méthodes

4.3. Méthodes de base

  • toString()

    System.out.println(Civilite.MADAME); //MADAME

  • valueOf()

    Civilite civilite = Civilite.valueOf("MONSIEUR") ;

  • values()

    Civilite[] civilites = Civilite.values() ;

  • ordinal()

    Civilite civilite = Civilite.MONSIEUR ;
System.out.println("Civilite : " + civilite + " [" + civilite.ordinal() + "]") ;
// Civilite : MONSIEUR [1]
    Note Le 1er numéro d’ordre est 0.

  • compareTo()

    System.out.println(Civilite.MADAME.compareTo(Civilite.MONSIEUR)) ;
// -1

4.4. Exemple plus complexe

(source : http://openclassrooms.com/courses/apprenez-a-programmer-en-java/les-enumerations-1)
public enum Langage {
  //Objets directement construits
  JAVA("Langage JAVA", "Eclipse"),
  C ("Lanage C", "Code Block"),
  CPlus ("Langage C++", "Visual studio"),
  PHP ("Langage PHP", "PS Pad");

  private String name = "";
  private String editor = "";

  //Constructeur
  Langage(String name, String editor){
    this.name = name;
    this.editor = editor;
  }

  public void getEditor(){
    System.out.println("Editeur : " + editor);
  }

  public String toString(){
    return name;
  }

  public static void main(String args[]){
    Langage l1 = Langage.JAVA;
    Langage l2 = Langage.PHP;

    l1.getEditor();
    l2.getEditor();
  }
}

5. Point sur les documents demandés en PTut

5.1. Dossier d’Analyse et Conception

Les consignes Moodle pour le document à rendre pour le module de PTut mentionne une liste impressionante de modèles à fournir :

Structure du dossier
Sommaire
Introduction (description du sujet, problématique, plan)
MOF et MOT actuels
Nouveaux MOF et MOT
Diagramme des UC
Architecture MVC
Diagramme des Classes métier (sans les méthodes)
Schéma du Package Métier
Script de création de la base de données (format ORACLE)
Script de création des vues de données / fichiers info. du nouveau MOT (format ORACLE)
Diagramme des Classes contrôleur (avec les méthodes)
Diagramme de Séquence Système pour les cas d'utilisation « importants »
Diagramme de Séquence et Diagramme des Classes Participantes pour un des UC précédents
SNI et SEP/SEF
Maquettes d’écrans et d’états imprimés
Dessins de quelques pages complexes
Dessins d’états imprimés
Annexes : interviews des utilisateurs

5.2. Sommaire

Si vous utilisez :

  • AsciiDoc ⇒ -a toc2 dans les options de génération

  • LaTeX ⇒ \tableofcontents dans le corps du document

  • Open-Office-Like ⇒ insertion du genre :

Insert ▸ Indexes and Tables ▸ Indexes and Tables

Warning Ne jamais faire le sommaire "à la main"!

5.3. Introduction

Contenu :

  • description du sujet

  • problématique

  • plan

Tip Faites un effort! C’est la première chose qu’on regarde!

5.4. MOF et MOT actuels et nouveaux

Les premières années 2012/2013 faisaient du Merise :

Voici des exemples

AgenceVoyageMOTNew
Figure 9. Exemple de MOT
mof
Figure 10. Exemple de MOF
Important
QUESTION

Quels sont les équivalents que vous connaissez?

5.5. Diagramme des UC

uc2
Figure 11. Exemple de diagramme des Cas d’Utilisation

  • Valable pour tous les PTUTs

  • C’est en général le 1er diagramme UML™

5.6. Architecture MVC

mvc exp1 ds
Figure 12. Exemple de diagramme de séquence

5.7. Diagramme des Classes métier

  • Exemple de PTuts pour lequel ça ne s’y prette pas :

    • Robot qui se déplace dans un environnement

    • Programme de scripting

    • …​

  • Exemple de PTuts pour lequel ça s’y prette :

    • Refactoring d’application existante

    • Base de données

    • …​

5.8. Schéma du Package Métier

Architecture de l’application

5.9. Script de création de la base et des vues de données

Warning Uniquement si ce n’est pas prématuré!

5.10. Diagramme des Classes contrôleur

Extrapolez si vous n’appliquez pas le MVC :

  • quelles vont être vos méthodes (ou fonctionalités) importantes

  • qui fait quoi?

5.11. Diagramme de Séquence Système pour les cas d’utilisation « importants »

Tip Rappel : un DSS par UC
mvc exp1 ds
Figure 13. Exemple de diagramme de séquence

5.12. Diagramme de Séquence et Diagramme des Classes Participantes pour un des UC précédents

Uniquement pour illustrer les aspects artitecture, échanges, etc.

5.13. SNI et SEP/SEF

sni exp
Figure 14. Exemple de SNI

5.14. Maquettes d’écrans et dessins

bruel balsamiq
Figure 15. Exemple de diagramme Balsamiq

Outils de dessins d’écrans complexes :

5.15. Annexes : interviews des utilisateurs

Importance des comptes-rendus

5.16. Conclusions

Warning Le "contenu-type" est obsolète!
Warning Vous devez l'adapter à votre situation!

Pour tout renseignements supplémentaires : http://jmbhome.herokuapp.com/teaching/ACSI/acsi.html

Important
QUESTION

Des questions sur votre groupe en particulier?

6. Un nouveau diagramme UML très utile

etat1
Figure 16. Exemple de diagramme d’état

Les diagrammes d'états-transitions (plus simplement diagramme d’état) d’UML™ décrivent le comportement interne d’un objet à l’aide d’un automate à états finis.

Les notions importantes de ce diagramme :

  • états

  • actions

  • événements déclencheurs

    • signaux

    • invocations de méthode

6.1. Transitions

etat2
Figure 17. Transition entre états
Événement

Un signal, une invocation de méthode, etc.

Condition

Un booléen

Action

Affectation, invocation de méthode

6.2. Exemple de transitions

etat3
Figure 18. Transition entre états

6.3. Refactoring

On peut remplacer les actions systématiques des transitions entrantes :

etat4
Figure 19. Transition entre états

par une transition interne : entry :

etat5
Figure 20. Exemple de transition interne

6.4. Transitions internes

mdp
Figure 21. Exemple de transitions internes
entry

permet de spécifier une activité qui s’accomplit quand on entre dans l’état.

exit

permet de spécifier une activité qui s’accomplit quand on sort de l’état.

do

commence dès que l’activité entry est terminée. Lorsque cette activité est terminée, une transition d’achèvement peut être déclenchée. Si une transition se déclenche pendant que l’activité do est en cours, cette dernière est interrompue et l’activité exit de l’état s’exécute.

6.5. Conditions

conditions
Figure 22. Les conditions doivent être exclusives
Important
QUESTION

  1. Réalisez un diagramme d’état UML représentant les différents états de l’eau (liquide, solide, gazeux).

  2. Réalisez un diagramme d’état UML représentant les états d’un étudiant de son arrivée en 1ère année à sa sortie de l’IUT en fonction des résultats aux différents examens (uniquement les années, pas les semestres).

6.6. Etats complexes

Un état peut lui-même être doté d’un comportement et donc représenter à lui seul une machine à état. Par exemple :

sousetats
Figure 23. Etats "Composite"
Important
QUESTION

Intégrez les semestres aux diagramme précédent (étudiants)

6.7. Notion de concurrence

On peut représenter l’évolution de différentes machines de manière concurrente (parallèle). Par exemple :

concurrence
Figure 24. Etats "Concurrents"
Important
QUESTION

Réalisez le diagramme d’état d’une machine à boisson rendant la monnaie.
Tip Pour aller plus loin sur ce diagramme : http://laurent-audibert.developpez.com/Cours-UML/?page=diagramme-etats-transitions

7. Point sur le TD de la semaine passée

7.1. Principes de conception

Note Pas de nouveau principes de conception particuliers pour le patron [singleton]

7.2. Patron Singleton

Note
Design pattern : Singleton

Singleton garantit qu’une classe n’a qu’une seule instance et fournit un point d’accès global à cette instance.

singleton
Figure 25. Modèle UML du patron Singleton
google singleton
Figure 26. Quelques exemples de description du patron Singleton

7.3. Exemples d’utilisation du patron Singleton

Quelques exemple de l’utilisation industrielle de [singleton] :

  • Thread pools (pour contrôler les threads)

  • Connexions SQL

  • Objets de type Registry

  • Objets gérant les préférences utilisateur

  • Caches

  • Les classes Factory

  • …​

7.4. Implémentations Java du patron Singleton

7.4.1. Initialisation directe de la variable instance

    public final class Singleton {
      private final static volatile Singleton instance = new Singleton();
      public final static Singleton getInstance() { return instance; }
      private Singleton() {}
      }
Note On n’a pas vu cette implémentation en TD!

7.4.2. Initialisation dans un bloc static

public final class Singleton {
        private static volatile Singleton instance = null;
        static {
          instance = new Singleton();
        }
        public final static Singleton getInstance() { return instance; }
        private Singleton() {}
        }

7.4.3. Utilisation d’un enum

        public enum Singleton {
          SINGLETON;
          public static Singleton getInstance() { return SINGLETON; }
        }
Note

  • On n’a pas vu cette implémentation en TD!

  • Les enum, bien connues en C, sont apparues à la version 1.5 de Java!

Exemple d’utilisation de ce type d’implémentation

public enum MonSingleton {
  INSTANCE;

  private String attribute = "World";

  public String sayHello() {
    return "Hello " + attribute;
  }
}

Et on l’appelle avec :

MonSingleton.INSTANCE.sayHello();

Intérêts/Limites d’utiliser un enum :

  • les enumérations classiques sont thread-safe car elles sont initialisées par le classloader

  • on ne peut pas utiliser l’héritage

Tip Pour aller plus loin, cf. ce site.

8. Point sur le TP

$assertFileContains = [
/@startuml/m,
/@enduml/m,
/abstract Personnage/m,
/Personnage\s+-->.*ComportementArme/m,
/Personnage\s<|--.*/m,
/interface\s+ComportementArme/m,
/ComportementArme\s+<\|\.\./m,
]

Dir.glob('TD1.uml') do |rb_file|
notestr = ""
# test file
notestr += (File.exists?(rb_file)) ? '.' : 'F'

# test file contents
fileContent = File.read(rb_file)

$assertFileContains.each {|re|
  notestr += (fileContent =~ re) ? '.' : 'F'
}

Sur 71 étudiants :

  • 51 dépôt ⇒ 20 personnes ont 0/20

  • 30 fichiers corrects (ni .jar, ni .zip, ni TD1-John-Smith.uml) ⇒ 21 0/20 de plus

  • Sur le 30 fichiers corrects moyenne = 7/8 tests passés en moyenne ⇒ notes entre 12,5 et 20 (moyenne 17,5)

9. Point sur le TD Fabrique

9.1. Principes de conception

Note
Design pattern : Fabrique (Factory)

Fabrique (simple) définit une interface pour la création d’un objet, mais en laissant à des sous-classes le choix des classes à instancier (voir aussi Fabrique abstraite).

fabrique
Figure 27. Modèle UML du patron Fabrique

9.2. Premier exemple d’utilisation de patron

pizzeria1
Figure 28. 1er exemple d’utilisation de Fabrique
pizzeria
Figure 29. Exemple complet d’utilisation de Fabrique

9.3. Autre exemple concret

Factory en PHP (source ici)
<?php
class DBFactory
{
  public static function load($sgbdr)
  {
    $classe = 'SGBDR_' . $sgbdr;

    if (file_exists($chemin = $classe . '.class.php'))
    {
      require $chemin;
      return new $classe;
    }
    else
    {
      throw new RuntimeException('La classe <strong>' . $classe . '</strong> n\'a pu être trouvée !');
    }
  }
}
?>
Factory en PHP (source ici)
<?php
try
{
  $mysql = DBFactory::load('MySQL');
}
catch (RuntimeException $e)
{
  echo $e->getMessage();
}
?>

10. Mais c’est pas fini!

Reprenons nos pizzas vues en TD

pizzeria dep
Figure 30. Une pizzeria dépendante
pizzeria
Figure 31. Une pizzeria dépendante

  • Aucune variable ne doit contenir une référence à une classe concrète.

  • Aucune classe ne doit dériver d’une classe concrète.

  • Aucune classe ne doit redéfinir une méthode implémentée dans une classe de base.

Pizzeria sec
Figure 32. Une pizzeria avec Fabrique
Pizzeria sec1
Figure 33. Problème de la dépendance des ingrédients
ingredients
Figure 34. Des cartes adaptées
public interface FabriqueIngredientsPizza {
  public Pate creerPate ();
  public Sauce creerSauce();
  public Fromage creerFromage();
  public Legumes[] creerLegumes();
  public Poivrons creerPoivrons();
  public Moules creerMoules();
}
public class FabriqueIngredientsPizzaBrest implements FabriqueIngredientsPizza {
  public Pate creerPate() {
    return new PateFine();
  }
  public Sauce creerSauce() {
    return new SauceMarinara();
  }
  ...
}
public class FabriqueIngredientsPizzaStrasbourg implements FabriqueIngredientsPizza {
  public Pate creerPate() {
    return new PateEpaisse();
  }
  public Sauce creerSauce() {
    return new SauceTomateCerise();
  }
  ...
}
public class PizzaFromage extends Pizza {
  FabriqueIngredientsPizza fabriqueIngredients;

  public PizzaFromage(FabriqueIngredientsPizza fabriqueIngredients) {
    this.fabriqueIngredients = fabriqueIngredients;
  }
  void preparer() {
    System.out.println("Préparation de " + nom);
    pate = fabriqueIngredients.creerPate();
    sauce = fabriqueIngredients.creerSauce();
    fromage = fabriqueIngredients.creerFromage();
  }
}

11. Fabrique abstraite

Nous sommes arrivé à une version du patron Fabrique appelée Fabrique Abstraite :

Fabrique (abstraite) fournit une interface pour la création de familles d’objets apparentés ou interdépendants, sans qu’il soit nécessaire de spécifier leurs classes concrètes (voir aussi Fabrique).

fabrique abstraite
Figure 35. Modèle UML du patron Fabrique Abstraite

12. Retour sur la machine à état UML

Reprenons la machine à état UML™ et essayons d’en implémenter une en Java.

stack
Figure 36. Machine à état d’une pile

Nous allons implémenter cette pile en mode Kata.

Warning Mais avant ça, petite digression sur les Dojo Coding

13. TP en mode Dojo

13.1. Le principe

  • Une personne (généralement le prof de TP) initie l’exercice en ouvrant un eclipse et en commençant par un test qui commence par échouer et qui "passera" quand la fonctionalité attendue sera implémentée et fonctionnelle.

  • Il vérifie que son test échoue bien

Tip On pourra avantageusement installer le plug-in eclipse InfiniTest qui permet de runner les tests à chaque sauvegarde.

  • Il fait en sorte que le test passe au vert le plus vite possible

  • Il refactor éventuellement (faire passer le test au vert mais de façon intelligente, éviter la duplication de code, réorganiser les classes, etc.)

  • Quand tout est au vert on passe à une fonctionnalité suivante

13.2. Les règles

  • Toutes les 5 minutes (timer sonore) on change de personne aux commandes (au clavier/souris en l’occurence)

  • Il faut un "maître du temps"

  • Tout le monde participe au codage (et ne fait pas du code de son côté)

    Note Les machines ne sont donc pas utiles pour cette partie! Seule la machine connectée au vidéoprojecteur est utilisée.

  • Le volontariat c’est mieux, mais le prof est libre d’organiser le tour de rôle.

  • En 90' on peut faire passer 18 personnes, donc tout le monde y passe et le plus tôt est en général le moins compliqué.

  • Merci à ceux qui ont déjà participé aux coding dojos de montrer l’exemple ;-)

14. Le distributeur de bonbons

bonbons
Figure 37. Machine à état d’un distributeur simple

14.1. Implémentation intuitive

public void insererPiece() {
  if (etat == A_PIECE) {
    System.out.println("Vous ne pouvez plus insérer de pièces");
  } else if (etat == EPUISE) {
    System.out.println("Vous ne pouvez pas insérer de pièce, nous sommes en rupture de stock");
  } else if (etat == VENDU) {
    System.out.println("Veuillez patienter, le bonbon va tomber");
  } else if (etat == SANS_PIECE) {
    etat = A_PIECE;
    System.out.println("Vous avez inséré une pièce");
  }
}

14.2. Erreur d’implémentations

  • Ce code n’adhère pas au principe Ouvert-Fermé.

  • Cette conception n’est pas orientée objet.

  • Les transitions ne sont pas explicites. Elles sont enfouies au milieu d’un tas d’instructions conditionnelles.

  • Nous n’avons pas encapsulé ce qui varie.

  • Les ajouts ultérieurs sont susceptibles de provoquer des bugs dans le code.

14.3. Une meilleure implémentation

  1. Définir une nouvelle interface Etat qui contiendra une méthode pour chaque action

  2. Implémenter une classe pour chaque Etat. Elles seront responsable du comportement.

  3. Se débarrasser de toutes les instructions conditionnelles et les remplacer par une délégation à la classe adéquate.

14.4. Illutration

Etape 1 :

bonbons dc
Figure 38. Inplémentation des états

Etape 2

public class EtatSansPiece implements Etat {
  Distributeur distributeur;

  public EtatSansPiece(Distributeur distributeur) {
    this.distributeur = distributeur;
  }

  public void insererPiece() {
    System.out.println("Vous avez inséré une pièce");
    distributeur.setEtat(distributeur.getEtatAPiece());
  }
  ...
}

Etape 3

public class Distributeur {
  Etat etatEpuise;
  Etat etatSansPiece;
  Etat etatAPiece;
  Etat etatVendu;

  Etat etat = etatSansPiece;
  ...
  public void insererPiece() {
    etat.insererPiece();
  }
...
}

14.5. Le patron Etat

Etat permet à un objet de modifier son comportement, quand son état interne change. Tout se passe comme si l’objet changeait de classe.

etat
Figure 39. Modèle UML du patron Etat

Glossaire et définition

Warning Ces définitions seront enrichies au fur et à mesure des patrons étudiés.

Patrons de création

Singleton

Singleton garantit qu’une classe n’a qu’une seule instance et fournit un point d’accès global à cette instance.

singleton
Figure 40. Modèle UML du patron Singleton
Fabrique

Fabrique (simple) définit une interface pour la création d’un objet, mais en laissant à des sous-classes le choix des classes à instancier (voir aussi Fabrique abstraite).

fabrique
Figure 41. Modèle UML du patron Fabrique
Fabrique abstraite

Fabrique (abstraite) fournit une interface pour la création de familles d’objets apparentés ou interdépendants, sans qu’il soit nécessaire de spécifier leurs classes concrètes (voir aussi Fabrique).

fabrique abstraite
Figure 42. Modèle UML du patron Fabrique Abstraite

Patrons comportementaux

Observateur (Observeruk)

Observateur définit une relation entre objets de type un-à-plusieurs, de façon que, lorsqu’un objet change d’état, tous ceux qui en dépendent en soient notifiés et soient mis à jour automatiquement.

Stratégie (Strategyuk)

Stratégie définit une famille d’algorithmes, encapsule chacun d’eux et les rend interchangeables. Il permet à l’algorithme de varier indépendamment des clients qui l’utilisent.

strategy
Figure 43. Modèle UML du patron Strategy
État (Stateuk)

Etat permet à un objet de modifier son comportement, quand son état interne change. Tout se passe comme si l’objet changeait de classe.

etat
Figure 44. Modèle UML du patron Etat

Patrons structurels

Adaptateur

TBD

Composite

TBD

Références

  • [GoF] Design Patterns: Elements of reusable object oriented software. 1994.

  • [Freeman04] Design Pattren - Head First, O’Reilly, 09/2004.

  • [Cysboy] Apprenez à programmer en Java. Par cysboy. Disponible ici (le 2014-12-01).

  • GOPROD - De bonnes pratiques au service de la conception orientée objets. Disponible ici (le 2014-12-01).

  • [Larman05] Larman, Craig. Applying UML and Patterns – An Introduction to Object-Oriented Analysis and Design and Iterative Development (3rd ed.). Prentice Hall. 2005. ISBN 0-13-148906-2.

  • [Meyer88] Meyer, Bertrand. Object-Oriented Software Construction. Prentice Hall. 1988. ISBN 0-13-629049-3.

  • [Martin03] “Principles Of OOD”, Robert C. Martin (“Uncle BOB”), http://butunclebob.com (Last verified 2014-07-17). Note the reference to “the first five principles”, though the acronym is not used in this article. Dates back to at least 2003.

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